DE719312C

DE719312C - Temperature regulator for systems heated by flowing means

Info

Publication number: DE719312C
Application number: DEH152817D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Weber
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1937-08-31
Filing date: 1937-08-31
Publication date: 1942-04-04

Description

Temperaturregler für durch strömende Mittel beheizte Anlagen Um bei Temperaturregelungen vorn Heiz-.anlagen Pendelungen der Temperatur um ihnen Sollwert, wie sie besonders bei Anlagen mit ;großer Wärmekapazität entstehen, zu vermeiden, hat man bereits Anordnungen von ,auf :die jeweilige Heizraumtemperatur unmittelbar ansprechenden und verzögert ansprechenden Tempieraturfühlern angebracht, deren Wirkung die asyymptotische Annäherung der Regelkurve an den Sollwert hervorruft. Eine derartige Maßnahme ist auch bei einer durch strömende Mittel. beheizten Anlage vorgeschlagen worden, wobei . als Temperaturfühler zur Anwendung .gelangten, welche die Menge des zuströmenden Heizmittels mit Hilfe von Ventilen mehr oder weniger abdrosselten. Es. -wird dabei. so, verfahren, daß eine zusätzliche, vorn der zeitlichen Temperaturänderung ,abhängige Regelgröße, die durch das unmittelbar ,ansprechende temperaturempfindliche Glied erzeugt wird, zu der eigentlichen Regelgröße, die durch die Abweichung vorm Sollwert bedingt ist, hinzugefügt und -so dem Regler eine höhere oder niedrigere Temperatur vorgetäuscht wird, als sie in Wirklichkeit ist. Diese zusätzliche Regelgröße wird in dem Maß kleiner, als sich das verzögert ansprechende, temperaturempfindlüchie Glied der gleichen Temperatur nähert, wobei dieser zeitliche Verlauf durch verschieden :starke Abschirmungen des Gliedes geändert werden kann.Temperature controller for systems heated by flowing media Um at Temperature controls in front of heating systems, fluctuations in temperature around them setpoint, as they arise especially in systems with; large heat capacity, to avoid, you already have arrangements from, to: the respective boiler room temperature immediately appealing and delayed responding temperature sensors attached, their effect causes the asyymptotic approach of the control curve to the setpoint. Such a one Measure is also in the case of a flowing medium. heated plant proposed been, being. used as a temperature sensor more or less throttled the inflowing heating medium with the help of valves. It. -will be there. so, proceed that an additional, in front of the temporal temperature change , dependent control variable, which is caused by the directly, appealing temperature-sensitive Element is generated, to the actual controlled variable, which vorm by the deviation Setpoint is conditional, added and so the controller a higher or lower Temperature is simulated as it is in reality. This additional controlled variable becomes smaller to the extent that the delayed response, temperature sensitivity Member approaches the same temperature, this time course being different : strong shields of the limb can be changed.

In bestimmten Fällen erfolgt aber mit dieser bekannten Einrichtung, bei der -sich sämtliche temperaturempfindlichen Glieder an einer Meßstelle der Heizanlage befinden, die Einwirkung der zusätzlichen Regelgröße auf den Regler nicht schnell genug. Handelt es sich um Anlagen, die durch strömende Mittel beheizt werden, wie z. B. Klima-, Traeken-, Dampf- oder Warmwasserheizuingsanlagen u. dgl., so wind sich ein Pendelte der Temperatur um ihren Sollwert nicht vermeiden lassen, da de duirch das Mittel hervorgerufene Erwärmung des Raumes sieht erst allmählich auf .die temperaturempfindlichen Glieder auswirkt. Infolgedessen wird die zusätzliche Regelgröf'.)e, deren Größe ja von dem Temperaturunterschied zwischen abgeschirmtem und unabgeschirmtem temperaturempfindlichem Teil abhängt, beispielsweise viel zu klein sein, um ein rechtzeitiges Ansprechen des Reglers zu veranlassen.In certain cases, however, this known facility in which -sich all temperature-sensitive members at one measuring point of the heating system are located, the effect of the additional controlled variable on the controller is not rapid enough. Does it to systems that are heated by flowing means become, such as B. air conditioning, steam, steam or hot water heating systems and the like, so a fluctuation of the temperature around its set point cannot be avoided, since de duirch sees the means of heating the room only gradually affects .the temperature-sensitive members. As a result, the additional Control variable) e, the size of which depends on the temperature difference between the shielded and unshielded temperature-sensitive part depends, for example much too be small in order to cause the controller to respond in good time.

Diese Trägheit der Regelung läßt sich nun durch eine auf dem bekannten Prinzip aufbauende Vorrichtung beseitigen, bei der .erfindungsge!mäß die die zusätzliche Regelgröße liefernden temperaturempfindlichen Glieder in der Zuleitung des strömenden Mittels liegen, wogegen das auf die Abweichung vorm Sollwert ansprechende temperaturempfindliche Glied in dem beheizten Raum angeordnet ist, wobei die Regelung der Temperatur des Heizraumes durch Regeln der Temperatur des Heizmittels erfolgt. Auf diese Weise wirkt sich eine: durch den Regler hervorgerufene Temperaturänderung des strömenden Mittels sofort auf das eine unabgeschirmte, temperaturempfindliche Glied aus, so daß die zusätzliche Regelgröße in vollem Maß erzeugt und rechtzeitig zur Hauptregelgröße hinzugefügt wird.This sluggishness of the regulation can now be made by an on the well-known Eliminate the device that builds up the principle, in the case of the invention, the additional Controlled variable supplying temperature-sensitive elements in the supply line of the flowing Mean lie, whereas the temperature-sensitive one responding to the deviation from the setpoint Limb is arranged in the heated room, regulating the temperature of the Heating room takes place by regulating the temperature of the heating medium. In this way affects a: caused by the controller temperature change of the flowing Immediately use the one unshielded, temperature-sensitive element, so that the additional controlled variable is generated in full and in time for the main controlled variable will be added.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt, und zwar sind in Abb. i als temperaturempfindliche Glieder Widerstandsthermometer, in Abb.2 Thermoelemente und in Abb.3 beide kombiniert gezeigt. Abb.:1 gibt eine vereinfachte Ausführung für Thermoelemente wieder. Es ist mit i der zu beheizende Raum bezeichnet, in dein sich entwede,r ein Widerstandsthermometer 2 oder Bein Thennoelemien t 2a befindet. In dem Zuleitungskana13, der beispielsweise eine Dampf- oder eine Heißluftrohrleitung sein kann, sind zwei Widerstandsthermometer 4. und 5 angebracht, von denen das Widerstandsthermometer 4. mit einer Abschirmung aus keramischem Material oder ineinand@ergeschachtelten und. durch Luft voneinander getrennten Blechen versehen ist. Der Teil 6 ist ein Regelkontakt der Heizspirale i i, der durch einen nicht weiter dargestellten Elektromotor betätigt wird, wobei der Elektromotor durch ein als Maxi@mal-Minima,l-Kontal>trel,ais ausgebildetes Kreuzspulinstrument ; gesteuert wird. Die Widerstandsthermometer 2 und 5 liegen in der einen Hälfte des Stromkreises des Kreuzspulinstrumentes, wogegen das Widerstandsthermomütur ,i und ein temperattirtInal)h:lngiger Widerstand ä die andere Hälfte des Stromkreises bilden. Im normalen Zustand, der dem Sollwert entspricht, fließt über beide Kreise der gleiche Strom, -und die Zunge des Kontaktrelais befindet sich in der Mitte. Ändert sich nun die Temperatur des Raumes i, nimmt sie z. B. einen höheren Wert an, so wird gleichzeitig der Widerstand des Thermometers 2 größer, infolgedessen überwiegt der Strom im anderen Kreis. Das Kontaktrelais schaltet den Motor ein, der vermittels des Schiebers die Zufuhr des strömenden Mittels abdrosselt. Dadurch, daß sich jetzt das Thermometer 5 schneller .abkühlt als das Thermometer2, wird die Widerstandserhöhung des letzteren auch frühzeitiger ausgeglichen, so d.aß der Strom in diesem Zweig schneller ansteigt, das Kontaktrelais eher öffnet, als es der Fall wäre. wenn sich die Abkühlung erst im Raum i .auf .die Thermometer auswirken würde. m einem solchen Fall würde der Motor entweder erst im Augenblick der Erreichung der Solltempera.tu:r oder kurz vorher abgeschaltet werden, wobei dann infolge des weiteren Wärmeaustausches ein Pendeln der Temperatur nicht vermieden "-erden könnte. Hat das Thermometer .1 inzwischen die gleiche Temperatur angenommen wie das Thermometer 5, so fällt die zusätzliche Regelgröße wieder weg, und es wird nur das Thermometer 2 allein von Änderungen der Raumtemperatur beeinflußt. Entsprechend umgekehrt verhält sich die Anordnung, wenn eine plötzliche Unterkühlung des Raumes i eintritt. Auch hier bewirkt die zusätzliche Regelgröße wieder, daß die erhöhte Zufuhr des beheizenden Mittels rechtzeitig gedrosselt wird.The invention is shown in the drawing in several exemplary embodiments shown schematically, namely in Fig. i as temperature-sensitive elements Resistance thermometer, in Fig.2 thermocouples and in Fig.3 both shown combined. Fig.:1 shows a simplified version for thermocouples. It is with i the room to be heated denotes, in your either, r a resistance thermometer 2 or leg Thennoelemien t 2a is located. In the supply channel13, which is for example can be a steam or a hot air pipe are two resistance thermometers 4. and 5 attached, of which the resistance thermometer 4. with a shield made of ceramic material or nested and. by air from each other separate sheets is provided. Part 6 is a control contact of the heating coil i i, which is actuated by an electric motor not shown, wherein the electric motor by a cross-coil instrument designed as a Maxi @ mal-Minima, l-Kontal> trel, ais ; is controlled. Resistance thermometers 2 and 5 are in one half the circuit of the cross-coil instrument, whereas the resistance thermometer, i and a temperatInal) h: Long resistance - the other half of the circuit form. In the normal state, which corresponds to the setpoint, flows through both circuits the same current, -and the tongue of the contact relay is in the middle. If the temperature of room i changes, it takes z. B. a higher value at the same time, the resistance of the thermometer 2 increases, as a result the current predominates in the other circle. The contact relay switches on the motor, which by means of the slide throttles the supply of the flowing medium. Through this, that now the thermometer 5 cools faster than the thermometer 2, the Increase in resistance of the latter also compensated earlier, so the current passed rises faster in this branch, the contact relay opens sooner than it does were. if the cooling would only affect the thermometer in room i. In such a case, the motor would either only stop at the moment it was reached der Solltempera.tu: r or shortly before, whereby then as a result of the further heat exchange could not avoid a fluctuation in temperature. Has the thermometer .1 reached the same temperature as the thermometer 5, the additional controlled variable is no longer necessary and only the thermometer is used 2 only influenced by changes in room temperature. Correspondingly, it behaves the other way around the arrangement if a sudden hypothermia of the room i occurs. Even here the additional controlled variable causes the increased supply of the heating By means of timely is throttled.

In ähnlicher Weise arbeitet auch die Einrichtung nach Abb.2, nur daß hier die Thermoelemente q.- und 5a einander entgegengeschaltet sind und die Thermokräfte sich bei gleicher Temperatur einander aufheben. bei Überwiegen der Temperatur des Elementes 5a jedoch eine zusätzliche Therm-okraft zu der des Elemerntes 2a hinzugefügt wird. An die Stelle des Kreuzspulinstrumüntes tritt hier ein Drehspulinstrument ; a, das ebenfalls als Kontaktrelais ausgebildet ist. Zur Einstellung der zusätzlichen Regelgröße ist ein regelbarer Widerstand 9 vorgesehen, der die Einrichtung den verschiedenen Ratrmtemperaturen .anzupassen gestattet.The device according to Fig. 2 works in a similar way, only that here the thermocouples q.- and 5a are opposed to each other and the thermal forces cancel each other out at the same temperature. when the temperature of the Element 5a, however, added an additional thermal force to that of Elemerntes 2a will. Instead of the cross-coil instrument there is a moving-coil instrument ; a, which is also designed as a contact relay. To set the additional Controlled variable, a controllable resistor 9 is provided, which the device the various Allowing room temperatures to be adjusted.

In Abb.3 liegen die beiden temperaturempfindlichen Widerstände:l und 5 in einer Brückenschaltung mit zwei temperaturunabhängigen Widerständen S und 8,1 zusammen. Das auf die Abweichung vom Sollwert ansprechende Thermo@elem,ent 2a liegt mit dein Kontaktdrehspulinstr u nent ; a im Nullzweig der Brücke. Der Widerstand 9a dient wieder zur Einstellung verschiedener Raumtemperaturen.The two temperature-sensitive resistances are shown in Fig.3: l and 5 in a bridge circuit with two temperature-independent resistors S and 8.1 together. The Thermo @ elem, which responds to the deviation from the setpoint, is ent 2a with your contact moving coil instrument; a in the null branch the bridge. The resistor 9a is again used to set different room temperatures.

Bei der Schaltung nach Abb. q. ist nur die Lötstelle des Thermoiel#em#entes i o abgeschirmt, wogegen die kalten Enden unmittelbar vom strömenden Mittel .erwärmt werden. So#lamge ein Temperaturunterschied zwischen diesen beiden Punkten besteht, wird eine zusätzliche Regelgröße erzeugt, die, je nachdem ob die Lötstelle wärmer oder kälter .als die kalten Enden ist, die Thermokraft des Elementes 2a verstärkt oder schwächt. Das Drehspulinstrument betätigt in diesem Fall einen Motor, der z. B. einen elektrischen Heizwiderstand i i verstellt und damit im Gegensatz zu den vorher beschriebenen Beispielen nicht die Menge des strömenden Mittels, sondern dessen Temperatur regelt.With the circuit according to Fig. Q. is just the soldering point of the Thermoiel # em # duck i o shielded, whereas the cold ends are heated directly by the flowing medium will. As long as there is a temperature difference between these two points, an additional control variable is generated, depending on whether the solder joint is warmer or colder than the cold ends, the thermal force of the element 2a is increased or weakens. The moving coil instrument operates in this case a motor that z. B. an electrical heating resistor i i adjusted and thus in contrast to the Examples previously described not the amount of the flowing medium, but whose temperature regulates.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Temperature regulator for heated by flowing media Systems such as air conditioning, dry, steam or hot water heating systems, their temperature control by temperature change of the heating medium: takes place, with a delayed, more responsive Sensors and one or more sensors that respond immediately are used as a result indicated that the delayed response is the end sensor is a resistance that in the .one branch circuit, a voltage-independent cross-coil resistor assembly and the sensor or sensors that respond immediately are resistances that are in the other `Branch circle Jieser cross-coil resistor arrangement lie. z. Temperature controller after Claim i, characterized in that the sensors are Thermoel.emente so are switched so that the thermal voltage at least .one immediately responding sensor counteracts the thermal voltage of the delayed response sensor. 3. Temperature controller according to claim z, characterized in that a double thermal element in the heating element feed is arranged, whose thermal voltages are switched to each other and whose one has a thermal delay, and at least one more in the boiler room arranged thermocouple is provided, which is in series with the undelayed is switched. q. Temperature regulator according to claim i or a, characterized in that that parallel to the heating medium inlet a controllable heat sensor or sensors Resistance is arranged.